计算机基础

一、为何要学习计算机基础？ 　　 　　　Python是一门编程语言，即通俗一点说就是语言。 　　　 程序用编程语言来写程序，最终开发的结果就是一个软件。 操作系统 是出现在硬件之上的，是用来 控制硬件的。 所以，我们开发时只需要 调用操作系统为我们提供的简单的接口 就可以了。 　　　如上图所示，我把计算机的系统分为了上面三大块。 硬件，操作系统，应用程序 。 二、计算机硬件介绍 1. 硬件 的目的：为了运行软件给它的一些指令。我们可以优先从硬件中提取出这三个主要的东西，分别是： CPU，内存，硬盘 在计算机中，用来计算的是什么呢？当然是 CPU 了。多数CPU都有两种模式，即内核态与用户态。这里的即内核态与用户态将会在下面的内容中讲到。 　　　　CPU是人的大脑，负责运算 　　 　　　　内存是人的记忆，负责临时存储 　　 　　　　硬盘是人的笔记本，负责永久存储 　　　　　　 输入设备是人的耳朵或眼睛，负责接受外部的信息传给CPU 　　　　　　 以上所有的设备都通过总线连接，总线相当于人的神经 总线示意图 三、处理器（寄存器及内核态与用户态切换） 　 　 1.计算机的大脑是CPU，它从内存中取指令-▶解码-▶执行，然后在取指令，解码，执行，周而复始，直至整个程序被执行完成。 　　　2. 寄存器是一个存储设备， 最快的一种存储设备 就是寄存器。 3.寄存器的分类 　　　　　

应用程序-》操作系统-》硬件 语言是用来沟通的介质，是用来交流的。编程语言也一样，只不过编程语言是用来跟计算机交流的，是程序员跟计算机之间交流的媒介。程序员要想让计算机工作，必须知道计算机能干什么，怎么干的，这也就是我们必须学习计算机基础的原因。 程序员用编程语言写程序，最终开发出的结果就是一个软件，而软件必须运行在操作系统上才可以。 编程语言只不过是我们给操作系统一些指令而已，但真正与计算机硬件交流的并不是我们所说的编程语言，而是操作系统在给计算机硬件交流。操作系统的出现就是运行于硬件之上，来控制硬件的，是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供操作界面的系统软件的集合，操作系统也是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。我们也可以直接跟计算机硬件交流，但是太麻烦了，耗时耗力，严重影响了开发的效率。操作系统的出现就是运行于硬件之上，来控制硬件的，我们开发时，只需要调用操作系统为我们提供的简单而优雅的接口就可以了。 cpu-》内存-》磁盘 cpu一个大脑，计算机的大脑，强大而又飘渺。计算机的大脑就是CPU，它从内存中取指令->解码->执行，然后再取指->解码->执行下一条指令，周而复始，直至整个程序被执行完成。 内存，一个计算机的记忆，用来临时存储的。内存就是处在cpu与硬盘之间

1.1硬件基础 计算机基本的硬件由：CPU / 内存 / 主板 / 硬盘 / 网卡 / 显卡 等组成，只有硬件但硬件之间无法进行交流和通信 1.2操作系统 操作系统用于协调和控制硬件之间进行工作，常见的操作系统有哪些 Windows windows 7 windows 10 windows server Linux Red Hat Linux centos 【公司线上一般用】 mac 1.3解释器或编译器 编程语言的开发者写的一个工具，将用户写的代码转换成010101交给操作系统去执行 解释性和编译型语言 解释性语言就类似于实时翻译 ，代表：Python / PHP 编译型语言类似于：说完之后，整体在进行翻译 代表：C / C++ / Java /go 1.4软件（应用程序） 软件又称为应用程序，就是我们在电脑上使用的工具，类似于：记事本 / 图片查看 / 游戏 1.5进制 对于计算机而言无论文件存储 / 网络传输数据本质上都是：二进制 （0101010101），比如：电脑上存储的视频/图片/文件都是二进制；QQ/微信聊天发送的表情/文字/语言/视频也全部都是二进制 进制： 二进制，计算机内部 8进制 10进制，人来进行使用一般情况下计算机可以获取10进制，然后再内部会自动转换成二进制并操作 16进制，一般用于表示二进制（用更短的内容表示更多的数据），一般是：\x开头 2进制

一、为什么要操作系统 现在计算机系统是一个复杂的系统，它由多个硬件资源组成，如果程序员要自己去了解这些硬件资源的工作原理然后编写代码去控制他们的话就无法在编写应用程序了，并且要把这些硬件资源都管理起来优化使用是很困难的，于是就有了操作系统，由它负责计算机硬件的管理和控制，程序员只需要调用操作系统提供的接口程序来调用操作系统去完成硬件的控制，然后由操作系统将执行结果返回给应用程序就可以了，这样极大的减轻了程序员的开发负担，大大提高了开发的效率。 二、操作系统的位置 操作系统位于计算机硬件和应用程序之间，它由内核与系统调用两部分组成，其中内核工作在内核态，位于计算机硬件和系统调用之间，系统调用工作在用户态，位于内核与应用程序之间。 三、操作系统的功能 1、操作系统提供应用程序控制计算机硬件的接口 操作系统是负责控制硬件的，而应用程序是无法直接控制计算机硬件的，当应用程序需要使用计算机的硬件资源怎么办呢？这时候就需要用到操作系统提供的这些接口程序了，应用程序可以通过调用这些接口程序来让操作系统帮助它控制相应的硬件完成工作，在把执行结果通过接口返回给应用程序 2、管理计算机硬件资源 当多个应用程序竞争使用同一个硬件资源时，操作系统则负责控制多个应用程序有序的使用硬件资源，避免无序竞争导致程序运行结果出错。 四、操作系统的发展 第一代计算机（1940-1955）：真空管和穿孔卡片 特点

1.为何要有操作系统 　　现在的计算机由一个或多个处理器、内存、硬盘、鼠标、键盘等一系列的硬件组成，要是程序员掌握这些多有的细节，将花费很多的时间。为了提高效率，简化开发工作，就有了操作系统来管理这些复杂的硬件，应用程序通过调用操作系统提供的简单借口来达到使用硬件的功能。 2.操作系统的位置 　　 　　 操作系统位于计算机硬件与应用软件之间的位置。操作系统包括 操作系统的内核 （运行于内核态，管理硬件资源），以及 系统调用 （运行于用户态，用来为应用程序提供系统调用的接口）两部分组成。 3.操作系统的功能 　　 　　 ①为应用程序提供简单、方便的系统调用接口； 　　②管理应用程序对于硬件资源的请求，由竞态变为有序化。 4.操作系统的发展 　　 ① 第一代计算机（1940~1955）：真空管和穿孔卡片 　　　 特点： 没有操作系统的概念，所有的程序设计都是直接操控硬件 　　②第二代计算机（1955~1965）：晶体管和批处理系统 　　　　 特点： 人员有明确的分工，程序人员、操作员等；有了操作系统的概念，程序员把自己的程序统一 放到读卡机，然后由可以把多个程序一起读取到磁带中，然后一次性执行，并输出。（不能立马修改问题） 　　③第三代计算机（1965~1980）：集成电路芯片和多道程序设计 　　　　 特点： 多个联机终端+多道技术 　　④第四代计算机（1980~至今）：个人计算机 5

LINUX 计算机基础简介 1.计算机简介 计算机系统 ： 软件系统和硬件系统。 计算机的组成 ： 运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。 运算器功能 ： 对数据进行各种运算。除了对常规的加、减、乘、除运算外，还可以进行对与、或、非的逻辑运算。 控制器功能 ： 是整个计算机系统的控制中心，指挥计算机协调运作。 存储器： 主要存储程序和数据信息，并能在计算机运作时，能高速、自动存取程序或数据。 输入设备： 向计算机输入各种程序和原始数据的设备。 输出设备 ： 从计算机输出原始数据的设备。 2.描述内核功能以及作用 Linux 作用 ： 主要负责系统的进程管理、内存管理、文件系统、网络功能、硬件驱动。 1）进程管理： 内核负责创建和销毁进程, 并处理进程与输入和输出设备的不同进程间的数据处理， 调度器，控制进程如何共享 CPU, 是进程管理的一部分. 更通常地, 内核的进程管理活动实现了多个进程在一个单个或者几个 CPU 之上的抽象。 2）内存管理： 计算机的内存是主要的资源, 处理它所用的策略对系统性能是至关重要的. 内核为所有进程的每一个都在有限的可用资源上建立了一个虚拟地址空间. 内核的不同部分与内存管理子系统通过一套函数调用交互, 从简单的 malloc/free 对到更多更复杂的功能。 3） 文件系统： Unix 在很大程度 上基于文件系统的概念; 几乎 Unix

1. 运维人员核心职责 （1）服务7*24小时运行 （2）数据不丢失、不泄露 （3）用户访问网站体验好 2. 服务器介绍 服务器的尺寸是按U计算的，1U≈4.45CM，1.75英寸 3. 服务器分类 （1）机架式服务器 规格一般为：1U、2U、4U。 一般安放在标准的19英寸机柜中。 （2）刀片式服务器 每块刀片都可热插拔。 每一块刀片都有一块主板。 （3）塔式服务器 4. 互联网公司服务器品牌 服务器品牌 说明 DELL 戴尔服务器 互联网公司应用最广 HP 惠普服务器 部分互联网公司应用 IBM 服务器 较高大上的服务器，有些大型传统企业会用，百度也在用 浪潮 国产服务器，传统企业、学校用 华为 国产服务器 联想 国产服务器，用户较广、杂 5. 服务器的品牌详解及对应型号 DELL服务器 主流应用时间段 1U主流型号 2U主流型号 2010年以前 1850、1950 2850、2950 2010-2013年 R410、R610 R710 2014-2016年 R420/430、R620/630 R720/730 IBM服务器（2010去IOE） 服务器尺寸 服务器型号 1U 3550/M3，3550/M5 2U 3650 M3/M4/M5 4U 3850 8U 3950 6. 服务器核心零部件 6.1 电源 电源相当于人体的心脏，保障电力供应，如果要买服务器，请选择质量好的电源

一，int类型在内存是如何存储的？ 数据类型　　占用字节数　　取值范围 　int　　　　 4byte　 　-2^31 ~ 2^31-1 unsigned int　 4byte　　 0 ~2^32 1，占用的比特位数 int占用4个字节，每个字节有8个比特位，所以有32个 0-1 的二进制位数。注意：int类型有正负号，unsigned int 没有正负，所以int要用一位来标识正负 2，符号的表示方法 int类型占用的比特位中，左起第一个位（最高位）就是符号位。0表示正数，1表示负数。其余后面31是数值位。 3，数字0怎么表示？ 3.1，因为有了正负数，那么就会有 +0 和 -0 。（注意：0有了两种表示：+0，-0） 　　+0的表示方法：0000 0000 0000 0000 0000 0000 　　-0的表示方法：-2^31 　　0就用 +0 的表示方法 3.2，正数部分 2^31-1 ，之所以要减一，就是因为数字0占用了 +0 。负数不需要表示0，-0 就用来表示 -2^31 3.3，int类型的数字 -1 ，在内存中32个比特位上该如何表示？ 10000000 00000000 00000001 左边第一个1表示负号，后面31位表示数值部分“1”。----> 然而，并不是这样的 二，补码 计算机中的符号数有三种表示方法：原码，反码，补码

一、计算器5大组成：计算机硬件：（计算机是奴隶） 1、五大组成 控制器 运算器 存储器I/O：内存+外存 输入设备input 输出设备output 2、CPU 控制器+运算器=CPU 功能：控制+运算 工作方式：取指--->分析--->执行 软件的执行都是由CPU执行，强调所有的软件最终都要转换成CPU的指令集去执行 一个二进制位成为一个bit：111 十进制转2：除二取余法 cpu具有向下兼容性 总结重点： cpu的功能 cpu从内存取数据 x86-64 二进制 之后会牺牲存储空间用于运行速度 8bit=1Bytes 1024Bytes=1KB 1024KB=1MB 1024MB=1GB 1024GB=1TB 1024TB=1PB 1GB=1000*1000*1000*8 磁盘： 对于磁盘来说，寻找到数据的总时间=平均寻道（5ms）+平均延迟时间（7200转的磁盘该值等于4ms） 平均寻道时间：5ms 平均延迟时间：60/7200=0.008=8ms 4ms 500MIPS millon instruction per second 400 0000 来源： https://www.cnblogs.com/suyuanyuan/p/12436779.html

一：python是一门编程语言 什么是编程语言？什么语言？为什么要有编程语言？ 编程语言的本质就是一门语言 语言就是一种事物与另外一种事物沟通的表达方式/工具 人--------------人类的语言------------>奴隶 人--------------编程语言------------->计算机 什么编程？为什么要编程？ 编程就是人把自己想让计算机做的事，也就是自己的思维逻辑，用编程语言表达出来 编程的目的就是让计算机按照人类的思维逻辑去工作，从而解放人力二：计算机基础 1. 什么是计算机 计算机俗称“电脑”,包含人对计算机的终极期望，能够真的像人脑一样去工作 2、为何要有计算机 为了执行人类的程序，从而把人类解放出来 大前提：计算机所有的组成都是模仿人的某一功能或器官 3、计算机的组成 控制器： 作用：是计算机的指挥系统，负责控制计算机所有其他组件如何工作的 类比：控制器=》人类的大脑 运算器： 作用：运算包括数学运算与逻辑运算 类比：运算=》人类的大脑 控制器+运算器=》cpu===》人类的大脑 存储器/IO设备 作用：是计算机的记忆功能，负责数据的存取 分类： 内存（基于电工作）：存取数据都快，断电数据丢失，只能临时存取数据 外存（硬盘，基于磁工作）：存取速度都慢，断电数据也不丢，可以永久保存数据 类比： 内存===》人类的大脑的记忆功能 外存===》人的笔记本